DEP0023601DA - Verfahren und Vorrichtung zum Brennen, Rösten und Sintern von schlammigem Gut aller Art, insbesondere von Zementrohschlamm - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von dem bekannten Brennverfahren auf gasdurchlässigen Fördervorrichtungen und anschließendem Drehrohrofen aus, das nur auf das Trockenverfahren des Zementbrenners bisher anwendbar ist und erweitert dieses Verfahren auch auf das Naßverfahren des Zementbrennens. Gegenüber dem Trockenverfahren hat das Naßverfahren zur Zementerzeugung einige Vorteile, z.B. die Leichtigkeit und Genauigkeit der Mischung der Rohmaterialien, geringerer Kraftverbrauch beim Vermahlen der Rohmaterialien u.a. Der große Nachteil des üblichen Naßverfahrens ist aber der hohe Wärmeverbrauch beim Brennen, der zwischen 1400 und 1800 kcal pro kg Klinker liegt. Zweck der Erfindung ist es, den Wärmeverbrauch auch beim Naßverfahren auf etwa 1000 kcal pro kg Klinker herabzudrücken, wie es beim genannten Trockenverfahren erreicht worden ist. Außerdem bezweckt die Erfindung, sauberere und staubfreiere Granalien oder Formlinge aus der Rohmischung zu erzeugen, als es bei dem erwähnten Trockenverfahren der Fall ist. Schließlich ist es Ziel der Erfindung, die übliche Granulationstrommel zu verkleinern oder bei einigen Rohmaterialien ganz zu vermeiden.

Die Abbildung 1 der Zeichnung stellt die allgemeine Anordnung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. 1 ist ein horizontaler, trommelartiger Vakuum-Filter, 2 der Behälter für den Rohschlamm, der durch das Rohr 3 einfließt. 4 ist der Rohschlamm. 5 der Zapfen des Trommelfilters, bei dem die Rohrverbindungen zur Vakuum-Pumpe und zur Abführung des Filters angeschlossen werden. Diese Verbindungen sind auf der Zeichnung weggelassen, 6 ist der Filterkuchen, der sich am Umfange des Trommelfilters ansetzt. Der Filterkuchen wird von der sich drehenden Filtertrommel durch den Kratzer 14 abgenommen.

Trommelfilter zur Behandlung von Zementschlamm sind seit etwa 30 Jahren bekannt. Der Filterkuchen der Rohmischung enthielt jedoch bei den bekannten Filtern so viel Wasser, daß der Kuchen weich und teigig blieb. Wenn ein solcher weicher Kuchen zerschnitten und in eienr etwa 15 cm dicken Schicht auf den Rost gebracht wurde, so deformierten sich die Stücke des weichen klebrigen Kuchens unter dem Eigengewicht und bildeten eine Schicht, die für die Ofengase fast undurchgänglich war.

Die Erfindung zeigt, wie der Filterkuchen aus Zementschlamm so weitgehend entwässert werden kann, daß er seinen physikalischen Zustand von einer weichen teigartigen Masse in einen zerbröckelbaren, festen Zustand umändert. Die dazu gemäß der Erfindung dienenden Mittel entfernen auf dem Filter bis zu 75% des im Schlamm ursprünglich enthaltenen Wassers. Ein derartig weitgehend entwässerter Filterkuchen bildet in zerbröckeltem, zerkleinertem oder kleinstückigem Zustand eine gasdurchlässige Schicht, die unter dem Eigengewicht nicht in sich zusammensinkt. Die zerkleinerten Brocken, Stücke oder Formlinge eines solchen Kuchens können bei manchen Rohmaterialien granuliert, d.h. in abgerundete Granalien verwandelt werden, die nicht in sich zusammensinken. Ein solcher zerbröckelbarer und oft auch granulierbarer Filterkuchen aus Zementrohschlamm ist bisher nicht dargestellt worden. Die hochgradige Entwässerung des Filterkuchens gemäß der Erfindung wird durch Einwirkung gewisser Verdichtungsmittel auf den Filterkuchen erreicht, wie sie in der Abbildung 1 (7 und 11) angedeutet sind. Diese Verdichtungsmittel glätten, schlagen, rütteln oder pressen den Kuchen während der Filtration unter Vakuum. Dadurch vermindert sich der Raum zwischen den mikroskopisch kleinen Körnchen des Kuchens und eine ungewöhnlich große Menge des Wassers wird abgezogen, wodurch der Kuchen trockener, härter und zerbröckelbar wird. Das Verdichtungsmittel 7 ist ein Vibrator. Er besteht beispielsweise aus einem Rohr oder einer Stange, die parallel zur Achse der Filtertrommel liegt. Diese Stange wird z.B. in der Längsrichtung durch einen Elektromagneten oder durch eine schnell rotierende Welle, an der einseitig ein Gewicht angebracht ist, in Vibrationen versetzt. (Die Vibrierungsmittel für die Stange sind auf der Zeichnung nicht gezeigt). An der Stange oder dem Rohr 8 ist eine elastische Platte 10 befestigt, z.B. eine Gummiplatte, die zusammen mit dem Rohr vibriert. Die Platte

10 wird durch das Gewicht 9 an den Filterkuchen gedrückt. Das Gewicht kann auch durch eine Feder ersetzt werden. Die vibrierende Platte 10 glättet den Kuchen, erschüttert und verdichtet ihn, wodurch mehr Wasser abgesaugt wird. Zur weiteren Herabsetzung des Wassergehaltes kann erfindungsgemäß noch eine andere Verdichtungseinrichtung benutzt werden, z.B. eine Schlagvorrichtung 11. Die Vorrichtung 11 besteht aus einer rotierenden Welle oder Stange 12, an der Blätter odre Streifen 13 aus Gummi oder ähnlichem Material befestigt sind. Beim Drehen der Welle schlagen oder klopfen die Streifen oder Blätter auf den Filterkuchen, wodurch der Kuchen erschüttert und verdichtet wird. Dadurch wird der Porenraum im Kuchen weiter verkleinert, es wird mehr Wasser frei und vom Vakuum abgesaugt.

Der Filterkuchen wird durch den Kratzer 14 vom Filter abgenommen.

Durch die Wirkung der Verdichtungsmittel 7 und 11 kann der Filterkuchen bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 14 bis 23% entwässert werden. Ohne diese Verdichtungsmittel hat der Kuchen einen Wassergehalt von 18 bis 29%. Der nach der Filtration verbleibende Wassergehalt und die Druckfestigkeit des Kuchens hängen davon ab, wie kolloidal oder plastisch das Material ist und außerdem auch von der Feinheit der Mahlung des Rohmaterials. Der Filterkuchen wird unterhalb des Kratzers 14 von einem Brecher 15 in Stücke gebrochen. Der Becher 15 besteht beispielsweise aus einer rotierenden Welle oder Trommel mit Zähnen 16. Die feuchten Brocken fallen in eine rotierende Granulationstrommel 17, wo sie in rundliche Körner oder Granalien verwandelt werden. Andere Einrichtungen zur Formung des kleinstückigen Gutes, wie: Zerschneider, Brikettpressen usw. können Verwendung finden. Die Formlinge, meistens in Größen von 5 - 15 mm, fallen in den Silo 18. Eine gasdurchlässige Fördervorrichtung, z.B. der geneigte Wanderrost 19, wid von diesem Silo mit einer etwa 16 cm dicken Schicht von Formlingen bedeckt. Der Wanderrost 19 wird durch die Rollen 20 unterstützt und bewegt. Über dem Rost befindet sich oben die Gaskammer 22 und unten unter dem Rost der Saugkasten 23. Durch die Gaskammer 22 und den Saugkasten 23 wird der Rost 19 sozusagen umschlossen. Die Kammer 22 wird vom

Drehrohrofen aus mit heißen Abgasen von etwa 1000° Celsius gefüllt. Die Abgase strömen durch die Schicht der Formlinge 21 hindurch, geben Wärme an diese ab und gelangen mit einer Temperatur von etwa 110° Celsius in den Saugkasten 23. Die Strömung der Gase wird bewirkt durch den Lüfter 24, durch den die Gase in den Schornstein 25 gelangen. Die Wärme für den Wanderrost 19 wird durch die Abgase des Drehrohrofens 26 geliefert, der durch den Kanal 27 mit der Kammer 22 verbunden ist. Die vorgebrannten Granalien fallen vom Wanderrost 19 durch den Kanal 27 in den Drehrohrofen 26, der mit dem üblichen Ofenkopf 28 und Brenner 29 versehen ist. Der weißglühende Klinker fällt beispielsweise auf den Treppenrost-Abschreckkühler 30. Dieser Kühler besteht aus unbeweglichen Stufen 31 und beweglichen Stufen 32, die beispielsweise durch einen hydraulischen Zylinder 33 hin und her bewegt werden. Dadurch wird der Klinker nach unten bewegt, während die Kühlluft vom Lüfter 34 durch die Klinkerschicht geblasen wird. Der heißeste Teil der Luft 35 strömt zurück durch den Drehrohrofen 26, während die überflüssige Kühlluft 36 ins Freie geht oder auch irgendwie anders ausgenutzt werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf die erfindungsgemäßen Verdichtungsmittel 7 und 11 beschränkt. Andere Arten von Verdichtern, beispielsweise Vibratoren, die sich auf dem Filterkuchen auf und ab bewegen, z.B. Druckwalzen, endlose Druckbänder usw. können angewendet werden. Der Filterkuchen kann zuerst durch eine Verdichtungseinrichtung geschlagen und danach in Vibrationen versetzt werden oder umgekehrt. Die Art, Anzahl und Anordnung der Verdichtungsmittel kann geändert werden. Anstatt eines Trommelfilters kann ein Filter benutzt werden, das aus einer Anzahl Filterscheiben besteht, die mit Verdichtungseinrichtungen versehen sind. Für einige Rohmaterialien kann die Granulationstrommel 17 wegfallen, und die Krümel oder anders geformten Aggregate können von dem Brecher 15 oder einer Formmaschine direkt auf den Rost 19 fallen.

Abbildung 1 zeigt keine Vortrocknungseinrichtung für die Formlinge des Brenngutes. Falls notwendig, können die Formlinge bei niedriger Temperatur in einer Trockenkammer auf dem Rost oder sogar, bevor sie in den Silo 18 fallen, vorgetrocknet werden. Diese Vorrichtungen werden an anderer Stelle genauer beschrieben und sind deshalb nicht auf der Zeichnung angegeben.

Das neue Verfahren ist nur auf relativ schnell filtrierbare Rohschlämme anwendbar, die keine oder wenig kolloidale Bestandteile enthalten.

Diese Erweiterung des Brennverfahrens für schlammförmiges Gut bietet durch die beschriebene Kombination an und für sich bekannter Konstruktionen und Brennverfahren einen bedeutenden wirtschaftlichen Erfolg, nämlich: eine Erniedrigung des Brennstoffverbrauchs von 1400 bis 1800 kcal auf 1000 kcal pro 1 kg Klinker. Außerdem verursacht die Kombination einige Wirkungen, die in den Einzelbestandteilen per Kombination früher nicht vorhanden waren, wie z.B. praktisch staubfreie Formlinge des Brenngutes. Die Granulationstrommel, falls sie beim Verfahren überhaupt angewendet wird, kann etwa halb so lang sein, als die entsprechende Trommel des Trockenverfahrens, weil der zerbröckelte Filterkuchen ja vorgeformte Granalien darstellt. Das erniedrigt sowohl die Kosten für die Anlage als auch die Betriebskosten.

Das Verfahren ist nicht auf das Brennen von Zement beschränkt. Es kann auch zum Brennen, Rösten oder Sintern von schlammigem Gut aller Art benutzt werden.

Claims (5)

1.) Verfahren zum Brennen, Rösten und Sintern von schlammigem und auf Filtern o.dgl. vorentwässertem Gut, insbesondere Zementrohschlamm, dadurch gekennzeichnet, daß der sich auf einer Filtertrommel bildende Filterkuchen bei gleichzeitiger Einwirkung des Vakuums und mechanischer Verdichtungsmittel soweit entwässert wird, daß das ursprünglich teigige Gut in festen, zerbröckelbaren, vielfach granulierbaren Zustand übergeht und sich dadurch zum Vorbrennen auf einer an sich bekannten gasdurchlässigen Fördereinrichtung und zum Fertigbrennen in einem nachgeschalteten Drehrohrofen eignet.

2.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein oder mehrere zweckmäßig über die ganze Breite des Filterkuchens (6) reichende und in Schwingung versetzbare elastische Verdichtungsmittel (7), wie z.B. Platten, Rollen, Röhren o.dgl.

3.) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der als Verdichtungsmittel (7) dienenden Stange oder dem Rohr (8) o.dgl. eine mit diesem schwingende Platte (10) aus Gummi oder ähnlichem Material angebracht ist, die durch ein Gewicht (9) oder eine Feder auf den Filterkuchen (6) gedrückt wird.

4.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an drehbaren Wellen (12), die über der Filteroberfläche angeordnet sind, Streifen (13) oder Blätter eines elastischen Materials als Schlagelemente befestigt sind, die bei der Wellendrehung den Filterkuchen (6) schlagen und klopfen.

5.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkuchen (6) auf dem Filter durch Druckrollen oder durch ein Druck ausübendes, endloses Band verdichtet wird.